Introduccin:

En la actualidad la automatizacin y el control es una de las cosas ms

fundamentales e importantes en la industria y en cualquier proceso, la tecnologa a

tenido gran avance que es una de las partes fundamentales que permite lograr esto

del control y la automatizacin. En esta ocasin elegimos el pequeo proyecto del

control automtico del llenado de un tanque el cual en la industria siempre est

presente, para lograr esto del control hicimos uso del microcontrolador Atmel AVR

y puertos de entrada/salida llamado Arduino, en nuestro caso hicimos uso del

Arduino 2560 Mega, que es una herramienta que facilita el uso de la electrnica

para proyectos. Esta tarjeta Arduino tiene diferentes puertos de comunicacin de

salida y entrada, entre estos puertos tenemos analgicos, digitales, PWM.

Desarrollo

En esta parte, analizamos los elementos y dispositivos que utilizamos

principalmente, los cuales fueron:

Arduino MEGA 2560 R3

Sensor de Presin

Motor(Bomba Para Inyectar El Liquido Agua Al Tanque)

Mangueras, cables para conexin

Fuente de 12 V

Protoboard, Driver Para Controlar El Motor (Bomba)

Laptop

Estructura que soporta a los Tanques De Llenado y Alimentacion.

Primero lo que hicimos fue cargar un programa al Arduino el cual permite que el

Programa LabVIEW lo reconozca y podamos leer, capturar, manipular y escribir

datos a las salidas, el programa se llama LIFA_BASE. Como el sensor censara la

presin que se tenga en el tanque, tendremos una seal de CD la cual variara en

forma que vari la presin del tanque a consecuencia del nivel del lquido en este

caso agua, entonces con esto sabemos que leeremos una seal analgica, este es

un dato importante, ubicamos los puertos analgicos y ubicamos uno de ellos en

nuestro caso es el A0. Despus, como ya tenemos la variable que estaremos

monitoreando la seal la cual es la referencia para que pueda actuar el control sobre

el tanque.

Mostrando El Diagrama de Bloques Completo y El Diagrama Grafico, El Cual

Permite El Llenado Del Tanque:

La seal analgica que entra al Arduino por el puerto Analgico A0 y que es seal

del sensor de presin, tiene un rango de 0.9 a 1.5Vcd. Esta seal la lee el bloque

READ ARDUINO ANALOGIC es la encargada de leerla, entonces enseguida pasa

por una bloque Multiply que es el siguiente:

El cual le permite obtener una ganancia con la seal original, x es la seal que

entra y y es la ganancia que tendr esta.

Enseguida esta seal ya con la ganancia, en nuestro caso fue de 550, a esta misma

se le conecta unos medidores los cuales nos indican en nivel del liquido tanto en

forma numrica como grfica y son los siguientes:

Algo importante en estos, es que al decir que son medidores obtienen datos y viendo

los bloques los bordes son delgados en comparacin con los de control que son

ms gruesos, tambin el tipo de dato, los azules son enteros y los naranjas DBL

doubl de doble precisin.

Enseguida colocamos lo que son los indicadores, los cuales nos muestran si el

tanque esta en nivel: critico, llenando o lleno, el cual la estructura es la siguiente:

En donde vemos diferentes bloques los cuales, en una forma clara son condiciones,

explicando los bloques:

El cual Tiene un Tipo De dato Boleano 0 o FALSE cuando x es menor a y, siendo

estas las que entran al bloque, y es TRUE o 1, cuando y es menor a x.

Enseguida tenemos otro bloquecito que es el siguiente:

Este bloque Select consiste de una condicin ternaria s? t: f, ejecutando s, si es

verdadero toma el valor de t que en este proyecto es el Tipo Boleano TRUE, y

cuando s es Falso toma el valor de f siendo aqu el FALSE, s tiene los estados 0

FALSE y 1 TRUE dados por la ejecucin del bloque anterior. Enseguida este Valor

de 0 o 1 hace efecto en un indicador decirlo as un led Boleano, el cual enciende

cuando su entrada es 1 y est apagado cuando es 0 y es el siguiente:

Otro bloque importante es el siguiente:

El cual a diferente de los anteriores este trabaja en un rango determinado que son

upper limit y lower limit los extremos de este rango, y si x esta dentro de esta rango

en ? se tendr 1 o TRUE y si esta fuera el rango se tendr 0 o FALSE.

Si en un cierto rango o nivel de liquido se requiere hacer una accin la cual nosotros

necesitamos la accin de encender un motor utilizamos una estructura la cual es la

siguiente:

Este bloque es una estructura de casos, la cual es TRUE y FALSE uno cada caso,

si en la entrada tenemos TRUE se ejecuta lo que hay dentro de este caso, la cual

en este proyecto consiste en generar una seal PWM que podemos manipular

desde 0 a 255 de valor para manipular la velocidad del motor, cuando es FALSE en

la entrada de la estructura se ejecuta lo que hay dentro del FALSE que nosotros

colocamos 0 en PWM o sea esta que la salida ser de 0, en TRUE coloque un

control el cual puedo mover su valor en tiempo de la ejecucin, este valor controla

la velocidad del motor o bomba que llenar el tanque, cuando este en 255 estara a

toda velocidad y en 0 estara apagado, asi en niveles intermedios la velocidad ser

mediana. En si el control es el ciclo de trabajo del motor que cuando esta en 255

esta al 100% y 0 a 0%.

En si la funcin de este pequeo proyecto es el siguiente:

Tenemos un sensor que censa el nivel del Tanque , la salida del sensor es una seal

analgica que va de 0.9 a 1.5 Vcd, claro que el sensor es alimentado con 5 Volts,

enseguida el Arduino la lee como una seal analgica en el Puerto A0, y el programa

LabVIEW procesa la informacin, el cual el proceso consiste en el programa que

hicimos, esta seal entra y pasa por un bloque para tener una ganancia de 550,

enseguida hay unos medidores que leen esta seal y graduados los medidores de

0 -1750ml de su escala completa determina en qu nivel estemos, estos medidores

se clasifican por tres niveles, que son nivel crtico que va de 0 a 500 ml, enseguida

nivel llenando que tiene un rango de 520 a 1590 ml y el indicador lleno que se activa

cuando el nivel es mayor a 1600 y como limite el tanque lleno que se llena con 1750

ml aproximadamente. Los anteriores solo nos indican en el nivel que este el Tanque,

para llenarlo coloque un bloque el cual si el nivel est dentro del rango que tiene

este bloque condicional genera una Dato Boleano siendo un TRUE y cuando esta

fuera del rango es FALSE o 0, este bloque est conectado a una estructura

condicional de casos, para este proyecto son 2 casos los que inclu, que son TRUE

y FALSE, cuando el bloque condicional genera una TRUE se va al caso TRUE y

ejecuta lo que est dentro de l, el cual es un control que tiene como fin el controlar

la salida PWM este control tiene un rango graduado de 0 a 255, esto quiere decir

que cuando estemos en el caso TRUE en la salida PWM podemos controlar de 0 a

255 que se refiere al ciclo de trabajo del motor y esta salida es la que alimenta al

motor entonces controlaremos la velocidad siendo 255 la mxima y 0 la mnima

velocidad que sera apagado cuando este en 0 de la salida PWM, esta condicin

termina cuando el tanque se llena y pasara al FALSE. Cuando en el bloque

condicional se tiene un 0 o FALSE, ahora se ejecuta el case FALSE que en esta

parte tenemos que la salida del PWM es 0 que tenemos que el motor este apagado.

Lo anterior es la parte ms importante del programa ya que es el objetivo del mismo.

Tambin algo que no debe faltar es la estructura de las veces que se ejecutara este

programa, y las componentes y bloques del Arduino, utilizamos un ciclo While Loop

que se repite n veces las cuales dependen del recurso de la computadora, aunque

podemos poner un bloquecito que podemos controlar las veces que se repite el

programa, adems este ciclo While Loop tiene un control llamado STOP para

pararlo cuando querramos. En la siguiente Figura, estn las componentes que utiliza

el programa y hablare un poco de cada una de ellas:

Siempre debemos colocar el INIT y el CLOSE para cerrar la conexin en el Arduino,

el Arduino WRITE escribe una seal PWM y para utilizar este bloque necesitamos

el bloque I/O en donde coloque 2 controles que son el pin que utilizare para esta

seal y que es seal de salida Output ya que puede ser tambin de entrada, vemos

aqu el ciclo While Loop que lo controla el STOP que antes mencione, tambin en

el INIT coloque 2 controles que son el VISA que el cual utilizaremos para indicar el

puerto que utiliza el Arduino y en el Board Type, indicaremos el tipo de Arduino que

estemos utilizando.

En esta ltima parte se muestra el panel frontal del programa que es el siguiente:

En donde vemos que la parte izquierda tenemos la etapa de comunicacin con el

Arduino, tenemos el VISA que en nuestro caso utiliza el puerto COM12, el Board

Type, el cual indica el tipo de Arduino que estemos utilizando el cual es el MEGA,

enseguida tenemos Analogic Input Pin el cual es una entrada Analgica que lee del

Puerto 0 o fsicamente es el A0 que es el bloque de Read Analogic, la figura que

dice Digital I/O Pin nos dice que es una Seal Digital que puede ser de entrada o

salida nosotros la colocamos de salida y en el Pin 13, despus tenemos los

medidores analgicos, numricos los cuales son llamados Nivel De Tanque, Tanque

y Medidor Analogico, en la Parte superior del Medidor Analogico se coloc un

Control el cual su escala completa es de 0 a 255 y con esto controlamos el ciclo de

trabajo del motor o velocidad del motor el cual lo podemos estar haciendo en tiempo

real , ya por ultimo en la parte derecha tenemos los indicadores que nos indican el

nivel en el que se encuentra el Tanque.

Conclusin;

Al llevar acabo este proyecto aprendimos muchas cosas, lo cual es muy importante

porque al llegar a una industria esto nos puede ser muy til, entre las cosas que

aprendimos fue el conocer y trabajar un poco con LabVIEW que es una herramienta

muy poderosa es estos de instrumentos virtuales, asimismo el utilizar el Arduino

MEGA junto con LabVIEW lo cual despert la inquietud de empezar a hacer nuevos

proyectos con l, con este proyecto englobamos un poco de todo lo que hemos

aprendido a lo largo de nuestra formacin como lo es la programacin y la

electrnica, nos result muy interesante el proyecto.